浙师大物化课件02第二章热力学第二定律.ppt

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1、第二章第二章 热力学第二定律热力学第二定律2 2.1.1 自发变化的共同特征自发变化的共同特征2.2 2.2 热力学第二定律热力学第二定律2.3 Carnot2.3 Carnot循环与循环与CarnotCarnot定理定理2.4 2.4 熵的概念熵的概念2.5 Clausius2.5 Clausius不等式与熵增加原理不等式与熵增加原理2.6 2.6 热力学基本方程与热力学基本方程与T-ST-S图图2.7 2.7 熵变的计算熵变的计算2.8 2.8 熵和能量退降熵和能量退降第二章第二章 热力学第二定律热力学第二定律2.9 2.9 热力学第二定律的本质和熵的统计意义热力学第二定律的本质和熵的统计

2、意义2.10 2.10 HelmholtzHelmholtz和和GibbsGibbs自由能自由能2.11 2.11 变化的方向与平衡条件变化的方向与平衡条件2.12 2.12 的计算示例的计算示例2.13 2.13 几个热力学函数间的关系几个热力学函数间的关系2.14 2.14 热力学第三定律及规定熵热力学第三定律及规定熵2 2.15.15 绝对零度不能到达的原理绝对零度不能到达的原理?热机热机T Th h高温存储器高温存储器T Tc c低温存储器低温存储器第二章第二章 热力学第二定律热力学第二定律 热力学第一定律，指出了能量的守恒和转化以热力学第一定律，指出了能量的守恒和转化以及在转化过程中

3、各种能量之间的相互关系，但它及在转化过程中各种能量之间的相互关系，但它却不能指出变化方向和变化进行的程度。如下反却不能指出变化方向和变化进行的程度。如下反应：应：1.反应是否可以自发进行，进行的方向？反应是否可以自发进行，进行的方向？2.化学反应进行的限度问题？化学反应进行的限度问题？第二章第二章 热力学第二定律热力学第二定律2.1 2.1 自发变化的共同特征自发变化的共同特征自发变化：能够自动发生的变化。自发变化：能够自动发生的变化。例如：例如：A A，气体的真空膨胀；，气体的真空膨胀；B B，热量从高温物体传到低温物体；，热量从高温物体传到低温物体；C C，浓度不等的溶液混合均匀；，浓度不

4、等的溶液混合均匀；自发变化的自发变化的共同特征共同特征：方向性方向性和和不可逆性不可逆性。：不可逆并不等于无法回复原状：不可逆并不等于无法回复原状，只是，只是不能自动不能自动进行进行；(理想气体自由膨胀后再压缩理想气体自由膨胀后再压缩)：自发变化发生后，不可能使系统和环境都恢复：自发变化发生后，不可能使系统和环境都恢复到原状而不留下任何的影响到原状而不留下任何的影响。2.2 2.2 热力学第二定律热力学第二定律不可逆性的普遍原理：热力学第二定律不可逆性的普遍原理：热力学第二定律Clausius说法：不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他

5、变化Kelvin说法：不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他的变化不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他的变化热机热机T Th h高温存储器高温存储器T Tc c低温存储器低温存储器C说法K说法：C说法与说法与K说法等价；说法等价；：不要误以为热不能完全变为功，：不要误以为热不能完全变为功，而是在无其他变化的条件下，热不而是在无其他变化的条件下，热不能完全变成功；能完全变成功；：K说法也表达为：第二类永动说法也表达为：第二类永动机的不可能机的不可能；（；（不违背第一类永动机不违背第一类永动机）：第二定律也是经验的总结；：第二定律也是经验的总结；：热转化为功是有条件的，有

6、限：热转化为功是有条件的，有限度的，而功转化为热是无条件的。度的，而功转化为热是无条件的。(理想气体等温膨胀理想气体等温膨胀)2.2 2.2 热力学第二定律热力学第二定律热机热机T Th h高温存储器高温存储器T Tc c低温存储器低温存储器C说法说法K说法说法两种说法的等价性说明两种说法的等价性说明若若C说法不对说法不对 结合热机构成循环结合热机构成循环 净结果违背净结果违背K说法说法2.3 Carnot2.3 Carnot循环与循环与CarnotCarnot定理定理热机热机Th高温存储器高温存储器Tc低温存储器低温存储器1824年，法国工程师年，法国工程师N.L.S.Carnot设计设计为

7、研究为研究为研究为研究热机效率问题热机效率问题热机效率问题热机效率问题AB过程过程(1)，等温可逆膨胀等温可逆膨胀，系统与，系统与Th接触，状态由接触，状态由ABBC过程过程(2)，绝热可逆膨胀绝热可逆膨胀，系统离开，系统离开Th，状态由，状态由BCCD过程过程(3)，等温可逆压缩等温可逆压缩，系统与，系统与Tc接触，状态由接触，状态由CDDA过程过程(4)，绝热可逆压缩绝热可逆压缩，系统离开，系统离开Tc，状态由，状态由DA工作物质：工作物质：n mol理想气体理想气体系统对环境做功系统对环境做功系统对环境做功系统对环境做功热机热机热机热机T T T Th h h h高温存储器高温存储器高温

8、存储器高温存储器T T T Tc c c c低温存储器低温存储器低温存储器低温存储器2.3 Carnot2.3 Carnot循环与循环与CarnotCarnot定理定理Carnot正循环热机热机热机效率热机效率（转换系数）（转换系数）冷冻系数冷冻系数冷泵冷泵:关注关注Tc热泵热泵:关注关注ThTh高温存储器高温存储器Tc低温存储器低温存储器Th高温存储器高温存储器Tc低温存储器低温存储器Carnot逆循环热机热机应用：应用：空调空调可逆可逆时成时成立立=1 是不可能的，能达到多少？是不可能的，能达到多少？CarnotCarnot：所有工作于同温热源与同温冷源之间的热机，：所有工作于同温热源与同

9、温冷源之间的热机，其效率不可能超过可逆机其效率不可能超过可逆机高温热源低温热源高温热源低温热源(a)(b)2.3 Carnot2.3 Carnot循环与循环与CarnotCarnot定理定理高温热源低温热源高温热源低温热源(a)(b)推论推论：所有工作于同温热源与同温冷源之间的：所有工作于同温热源与同温冷源之间的可逆可逆机，机，其其相等。相等。：热机效率与工作物质的本性无关，即可以引用：热机效率与工作物质的本性无关，即可以引用 理想气体理想气体Carnot循环的结论。循环的结论。2.3 Carnot2.3 Carnot循环与循环与CarnotCarnot定理定理2.4 2.4 熵的概念熵的概念

10、任意可逆循环任意可逆循环PVO=OWQMXO=OYN12任意可逆循环分为许多任意可逆循环分为许多Carnot Cycle任意可逆循环可以用一任意可逆循环可以用一连串的连串的CC来代替，其来代替，其热热温温商商可表示为：可表示为：热温商即任意可逆循环，各温度的热温商总和等于零。即任意可逆循环，各温度的热温商总和等于零。任意可逆循环过程任意可逆循环过程ABAABA：由：由A A到到B B经由两个不同的可逆过程，它们各自的热温商总和相等；经由两个不同的可逆过程，它们各自的热温商总和相等；：A A和和B B的选择是任意的；的选择是任意的；2 2.5 5.1 Clausius1 Clausius不等式不

11、等式 (第二定律的数学表达式第二定律的数学表达式)2 2.5 5.2 2 熵增加原理熵增加原理2.5 Clausius2.5 Clausius不等式与熵增加原理不等式与熵增加原理由由Carnot定理，可知：定理，可知：2 2.5 5.1 Clausius1 Clausius不等式不等式即系统经由状态即系统经由状态A不可逆变化到状态不可逆变化到状态B过程中热温商的累加和总过程中热温商的累加和总是是小于小于系统的熵变系统的熵变对于微小过程（元过程）有：对于微小过程（元过程）有：第二定律的普遍表达式第二定律的普遍表达式：在：在绝热绝热条件下，趋向于平衡的过程使系统的熵增加。条件下，趋向于平衡的过程使

12、系统的熵增加。“熵增原理熵增原理”：隔离系统的熵永不减少；：隔离系统的熵永不减少；：dSiso 0，判断自发变化的方向；，判断自发变化的方向；：Siso=Ssys+Ssur 0；2 2.5 5.2 2 熵增加原理熵增加原理熵的特点熵的特点1.1.熵是系统的状态函数，是容量性质。熵是系统的状态函数，是容量性质。2.2.可以用可以用ClausiusClausius不等式来判别过程的可逆性不等式来判别过程的可逆性3.3.在绝热过程中，若过程是可逆的，则系统的熵不变。若过在绝热过程中，若过程是可逆的，则系统的熵不变。若过程是不可逆的，则系统的熵增加。绝热不可逆过程向熵增程是不可逆的，则系统的熵增加。绝

13、热不可逆过程向熵增加的方向进行，当达到平衡时，熵达到最大值。加的方向进行，当达到平衡时，熵达到最大值。4.4.在任何一个隔离系统中，若进行了不可逆过程，系统的熵在任何一个隔离系统中，若进行了不可逆过程，系统的熵就要增大，一切能自动进行的过程都引起熵的增就要增大，一切能自动进行的过程都引起熵的增大。大。5.5.不可逆过程可以是自发的，也可以是非自发的。在绝热封不可逆过程可以是自发的，也可以是非自发的。在绝热封闭系统中，系统与环境无热交换，但可以用功的形式交换闭系统中，系统与环境无热交换，但可以用功的形式交换能量。若在绝热封闭系统中发生一个依靠外力进行的非自能量。若在绝热封闭系统中发生一个依靠外力

14、进行的非自发过程，则系统的熵值也是增加的发过程，则系统的熵值也是增加的(温度发生变化温度发生变化)。2 2.5 5.2 2 熵增加原理熵增加原理2 2.6 6.1 1 第一定律与第二定律的联合公式第一定律与第二定律的联合公式2 2.6 6.2 T-S2 T-S图及其应用图及其应用2.6 2.6 热力学基本方程与热力学基本方程与T-ST-S图图对于对于封闭体系的封闭体系的可逆可逆过程有：过程有：联合公式联合公式或或热力学基本方程热力学基本方程2 2.6 6.1 1 第一定律与第二定律的联合公式第一定律与第二定律的联合公式计算在系统可逆过程中吸收的热可由：计算在系统可逆过程中吸收的热可由：而对等温

15、过程，只能采用前者。即：而对等温过程，只能采用前者。即：QR=TdS=T(S2 S1)：p-V图表示图表示“功功”；T-S图表示图表示“功功”和和“热热”；后者更；后者更常用。常用。2 2.6 6.2 T-S2 T-S图及其应用图及其应用QW热机热机T Th h高温存储器高温存储器T Tc c低温存储器低温存储器2 2.7 7.1 1 等温过程中的熵变等温过程中的熵变2 2.7 7.2 2 变温过程中的熵变变温过程中的熵变2.7 2.7 熵变的计算熵变的计算：熵为状态函数：熵为状态函数：不可逆过程的熵变由设计可逆过程来得到。：不可逆过程的熵变由设计可逆过程来得到。理想气体的等温可逆变化理想气体

16、的等温可逆变化2 2.7 7.1 1 等温过程中的熵变等温过程中的熵变2 2.7 7.1 1 等温过程中的熵变等温过程中的熵变熵变熵变的求算：的求算：熵为熵为状状态态函数函数；不可逆不可逆过过程的程的熵变熵变由由设计设计可逆可逆过过程来得到程来得到；设计设计可逆可逆过过程后，注意程后，注意Qsur和和Ssur的求算。的求算。2 2.7 7.1 1 等温过程中的熵变等温过程中的熵变 等温等压可逆相变等温等压可逆相变等温等压，不可逆相变，设计可逆过程等温等压，不可逆相变，设计可逆过程设计过程的原则是不改变过程的温度或压力设计过程的原则是不改变过程的温度或压力 理想气体（或理想溶液）理想气体（或理想

17、溶液）的的等温等等温等压压混合混合过过程，并符合程，并符合分体分体积积定律，即定律，即 则则：解解:例例：在：在273 K时时，将一个，将一个 22.4dm3 的盒子用的盒子用隔板一分隔板一分为为二，求抽去隔板后，两种气体二，求抽去隔板后，两种气体混合混合过过程的程的熵变熵变？2 2.7 7.1 1 等温过程中的熵变等温过程中的熵变 物质的量一定的物质的量一定的可逆等容、变温可逆等容、变温过程过程 物质的量一定的物质的量一定的可逆等压、变温可逆等压、变温过程过程2 2.7 7.2 2 变温过程中的熵变变温过程中的熵变 物质的量一定物质的量一定从从 到到 的过程。的过程。这种情况一步无法计算，要

18、这种情况一步无法计算，要分步分步计算。计算。1.1.先等温后等容先等温后等容2.2.先等温后等压先等温后等压*3.3.先等压后等容先等压后等容2 2.7 7.2 2 变温过程中的熵变变温过程中的熵变设计可逆过程计算熵变设计可逆过程计算熵变263.2K和和p的过冷水凝固为冰，求过程的熵变。的过冷水凝固为冰，求过程的熵变。H2O(l)263.2K,pH2O(l)273.2K,pH2O(s)263.2K,pH2O(s)273.2K,pS1S2S3S2.8 2.8 熵和能量的退减熵和能量的退减热源热源热源热源热源热源：热热和功和功“不等价不等价”；：高温：高温热热源源(TA)和低温和低温热热源源(TB

19、)“不等价不等价”；：能量：能量“贬值贬值”；如如：生产中的热传导过程，高温蒸汽贬值为低温蒸汽：生产中的热传导过程，高温蒸汽贬值为低温蒸汽2.9 2.9 热力学第二定律的本质热力学第二定律的本质 热与功转换的不可逆性：热与功转换的不可逆性：热热是分子是分子混乱运动混乱运动的一种表现，而的一种表现，而功功是分子是分子有序运动有序运动的结果。的结果。功转变成热功转变成热是从规则运动转化为不是从规则运动转化为不规则运动，混乱度增加，是规则运动，混乱度增加，是自发自发的过程；而要将无序运动的的过程；而要将无序运动的热热转化为转化为有序运动的有序运动的功功就就不可能自动不可能自动发生。发生。气体混合过程

20、的不可逆性：气体混合过程的不可逆性：将将N2和和O2放在一盒内隔板的两边，放在一盒内隔板的两边，抽去隔板，抽去隔板，N2和和O2自动混合，直至平衡。这是自动混合，直至平衡。这是混乱度增加混乱度增加的过的过程，也是熵增加的过程，是程，也是熵增加的过程，是自发自发的过程，其逆过程决不会自动的过程，其逆过程决不会自动发生。发生。热传导过程的不可逆性：热传导过程的不可逆性：处于处于高温高温时的体系，分布在时的体系，分布在高能级高能级上的分子数较集中；而处于上的分子数较集中；而处于低温低温时的体系，时的体系，分子较多地分子较多地集中在集中在低能级上。低能级上。当热从高温物体传入低温物体时，两物体各能级上

21、当热从高温物体传入低温物体时，两物体各能级上分布的分子数都将改变，总的分子分布的分布的分子数都将改变，总的分子分布的花样数增加花样数增加，是一个，是一个自发自发过程，而逆过程不可能自动发生。过程，而逆过程不可能自动发生。2.9 2.9 热力学第二定律的本质热力学第二定律的本质 热力学第二定律指出，凡是热力学第二定律指出，凡是自发的过程都是不自发的过程都是不(自动自动)可逆的可逆的，而一切不可逆过程都可以与，而一切不可逆过程都可以与热功交热功交换的不可逆相联系，换的不可逆相联系，即即功可以完全转变成热，而热功可以完全转变成热，而热不能转变成功而不留下任何影响不能转变成功而不留下任何影响。总结以上

22、认识我们可以看出，一切总结以上认识我们可以看出，一切自发不可逆自发不可逆过程都是向混乱度增加的方向进行过程都是向混乱度增加的方向进行，而，而熵熵函数可以函数可以作为体系作为体系混乱度混乱度的一种量度，这就是热力学第二定的一种量度，这就是热力学第二定律所阐明的不可逆过程的本质。律所阐明的不可逆过程的本质。2 2.1010.1 1 为何要定义这两个函数为何要定义这两个函数?2 2.1010.2 Helmholtz(A)2 Helmholtz(A)自由能自由能2 2.1010.3 3 Gibbs(G)Gibbs(G)自由能自由能2.10 Helmholtz(2.10 Helmholtz(A A)自由

23、能和自由能和Gibbs(Gibbs(G G)自由能自由能：第一定律：第一定律内能内能(U)为处为处理理问题问题方便定方便定义义了了焓焓(H)；：第二定律：第二定律熵熵(S)，但用，但用熵熵作作为为判据判据时时，系，系统统必必须须是是隔离隔离系系统统，也就是，也就是说说必必须须同同时时考考虑虑系系统统和和环环境的境的熵变熵变，这这很不方便。很不方便。：通常反：通常反应总应总是在等温、等是在等温、等压压或等温、等容条件下或等温、等容条件下进进行，行，有必要引入新的有必要引入新的热热力学函数，利用力学函数，利用系系统统自身状自身状态态函数函数的的变变化，来判断自化，来判断自发变发变化的方向和限度。化

24、的方向和限度。2 2.1010.1 1 为何要定义这两个函数为何要定义这两个函数?体系始终态温度与环境的相等，体系始终态温度与环境的相等，不一定是不一定是恒温过程恒温过程2 2.1010.2 2 Helmholtz(A)Helmholtz(A)自由能自由能无其它功无其它功在在等温、等容过程等温、等容过程中，一个封中，一个封闭系统所能做的闭系统所能做的最大功最大功等于其等于其HelmholtzHelmholtz自由能的减少。自由能的减少。2 2.1010.3 3 Gibbs(G)Gibbs(G)自由能自由能在在等温、等压条件下等温、等压条件下，一个封闭，一个封闭系统所能做的系统所能做的最大非体积

25、功最大非体积功等于等于其其GibbsGibbs自由能的减少。自由能的减少。2.11 2.11 变化的方向与平衡条件变化的方向与平衡条件 S判据：判据：对对于于隔离系隔离系统统或或绝热绝热系系统统 A判据：判据：对对于于等温、等温、等容等容和和不做其他功不做其他功的系的系统统，G判据：判据：对对于于等温、等温、等等压压和和不做其他功不做其他功的系的系统统，在一定条件下在一定条件下判别自发变化判别自发变化的方向的方向：S判据要隔离体系，判据要隔离体系，A和和G判据只要考判据只要考虑虑系系统统自身性自身性质质即可；即可；：不要：不要误误以以为为等温等等温等压压下，下，G0的的变变化不可能，而是不会自

26、化不可能，而是不会自动发动发生；生；：判断：判断变变化的方向性化的方向性时时，没有涉及速率的，没有涉及速率的问题问题；例：例：氢氢氧混合生成水氧混合生成水2.11 2.11 变化的方向与平衡条件变化的方向与平衡条件2 2.1212.1 1 基本方程基本方程2 2.1212.2 2 特性函数特性函数2 2.1212.3 3 Maxwell Maxwell关系式及其应用关系式及其应用2.12 2.12 几个热力学函数间的关系几个热力学函数间的关系H=U+pV G=H TS A=U TSghost august 2 2.1212.1 1 基本方程基本方程条件条件：组组成不成不变变，封封闭闭，可逆可逆

27、，Wf=0 1869年，年，Massieu指出，指出，对对于于U，H，S，A，G 等等热热力学函数，只要其独立力学函数，只要其独立变变量量选择选择适当，就可以从一个已知的适当，就可以从一个已知的热热力学函数求得所有其它力学函数求得所有其它热热力学函数，力学函数，从而可以把一个从而可以把一个热热力学系力学系统统的平衡性的平衡性质质完全确定下来。完全确定下来。这个已知函数就称为这个已知函数就称为特性函数特性函数，所选择的独立变量就称为该特性函数的，所选择的独立变量就称为该特性函数的特特征变量征变量。例：例：选选T，p为为函数函数G的特征的特征变变量，并已知量，并已知G=G(T,p)的函数形式。的函

28、数形式。2 2.1212.2 2 特性函数特性函数对对任意状任意状态态函数函数Z的的变变化与途径无关，在数学上称化与途径无关，在数学上称Z具有全微分的性具有全微分的性质质。2 2.1212.3 3 Maxwell Maxwell关系式及其应用关系式及其应用2 2.1313.1 1 等温物理变化中的等温物理变化中的GG2 2.1313.2 2 Gibbs Gibbs自由能与温度的关系自由能与温度的关系2 2.1313.3 3 Gibbs Gibbs自由能与压力的关系自由能与压力的关系2.13 2.13 G G的计算的计算 等温等温、等压等压可逆可逆相变相变2 2.1313.1 1 等温物理变化中

29、的等温物理变化中的G G理想气体理想气体2 2.1313.1 1 等温物理变化中的等温物理变化中的G G 等温等温下，下，2 2.1313.2 2 Gibbs Gibbs自由能与温度的关系自由能与温度的关系问题问题：2 2.1313.3 3 Gibbs Gibbs自由能与压力的关系自由能与压力的关系0，10p时冰是否能变成水？2 2.1313.3 3 Gibbs Gibbs自由能与压力的关系自由能与压力的关系0，10p时冰是否能变成水？0，10p 水 冰0，p 水 冰2 2.1414.1 1 热力学第三定律热力学第三定律2 2.1414.2 2 熵的相对值熵的相对值规定熵规定熵2 2.1414

30、.3 3 反应过程的熵变计算反应过程的熵变计算2.14 2.14 热力学第三定律与规定熵热力学第三定律与规定熵 第二定律只能求第二定律只能求S，不能得到，不能得到熵熵的的绝对值绝对值，同，同样样需需要人要人为规为规定一些参考点定一些参考点为为零点，来求零点，来求熵熵的相的相对值对值。问题：零点在哪里？问题：零点在哪里？19021902年，发现低温下电池反应有：年，发现低温下电池反应有：G或H凝聚系凝聚系统统的的H H和和G G与与T T的关系的关系如下图如下图2 2.1414.1 1 热力学第三定律热力学第三定律1906年，年，H.W.Nernst(德国德国)系统研究了低温下凝聚态系统的系统研

31、究了低温下凝聚态系统的化学反应化学反应。假定：假定：1912年，年，M.Plank(德国德国)进一步假定进一步假定0K时，纯凝聚态的熵值时，纯凝聚态的熵值等于零，即：等于零，即：1920年，年，Lewis和和Gibson对上式做了界定，指出：对上式做了界定，指出：在在0K时，任何时，任何完整晶体完整晶体的熵等于零的熵等于零热力学第三定律热力学第三定律：完整晶体是指晶体中的原子或分子只有一种排列。：完整晶体是指晶体中的原子或分子只有一种排列。(如如NO可以有可以有NO和和ON排列形式，所以不是完整晶体。排列形式，所以不是完整晶体。)：第三定律概括了一些低温现象的实验事实。：第三定律概括了一些低温

32、现象的实验事实。2 2.1414.1 1 热力学第三定律热力学第三定律2 2.1414.2 2 熵的相对值熵的相对值规定熵规定熵规定熵用积分法求熵值用积分法求熵值2 2.1414.3 3 反应过程的熵变计算反应过程的熵变计算2.15 2.15 绝对零度不能达到原理绝对零度不能达到原理NernstNernst热热定理指出，接近定理指出，接近0K0K时时，任何，任何过过程的程的S S不不变变既是等既是等熵过熵过程又是程又是绝热过绝热过程，没有程，没有热热交交换换接近接近0K0K时时，任何，任何热热力学力学过过程都不能通程都不能通过释过释放放热热量而降低温度量而降低温度 又由于凝聚又由于凝聚态态物物

33、质质，不能靠，不能靠绝热绝热膨膨胀对环胀对环境做功而降温境做功而降温凝聚态系统温度不可能再降低，从而凝聚态系统温度不可能再降低，从而不能达到绝对零度，只能不能达到绝对零度，只能接近接近0K0K。这也是第三定律的另一种表述这也是第三定律的另一种表述不可逆性的普遍原理：热力学第二定律不可逆性的普遍原理：热力学第二定律Clausius说法：不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化不可能把热从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化Kelvin说法：不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他的变化不可能从单一热源取出热使之完全变为功，而不发生其他的变化热机热机T Th h高温存储器高温

34、存储器T Tc c低温存储器低温存储器C说法K说法：C说法与说法与K说法等价；说法等价；：不要误以为热不能完全变为功，：不要误以为热不能完全变为功，而是在无其他变化的条件下，热不而是在无其他变化的条件下，热不能完全变成功；能完全变成功；：K说法也表达为：第二类永动说法也表达为：第二类永动机的不可能；机的不可能；：第二定律也是经验的总结；：第二定律也是经验的总结；：热转化为功是有条件的，有限：热转化为功是有条件的，有限度的，而功转化为热是无条件的。度的，而功转化为热是无条件的。(理想气体等温膨胀理想气体等温膨胀)两种说法的等价性说明两种说法的等价性说明复习复习 1 1热热力学第二定律力学第二定律

35、C说说法和法和K说说法法分析分析可逆可逆过程过程的的热热温温商商，引入了引入了熵的概念熵的概念。复习复习 2 2自然界自然界自发变化自发变化的共同特征的共同特征：方向性和方向性和不可逆性不可逆性Carnot循循环环与定理与定理分析分析不可逆不可逆过程过程的的热热温温商商，得到，得到Clausius不等式不等式。分析分析绝热过程绝热过程的的熵变熵变，提出，提出熵增加原理熵增加原理。熵变熵变的求算：的求算：熵为熵为状状态态函数函数；不可逆不可逆过过程的程的熵变熵变由由设计设计可逆可逆过过程来得到程来得到；设计设计可逆可逆过过程后，注意程后，注意Qsur和和Ssur的求算。的求算。复习复习 3 3 熵变的求算熵变的求算复习复习 4 4 自发变化方向的判据与平衡的条件自发变化方向的判据与平衡的条件A和和G的引入及的引入及一定条件下一定条件下自自发变发变化化方向的判据与平衡方向的判据与平衡的条件。的条件。限度限度方向方向1.1.自发过程的共同特征自发过程的共同特征2.2.热力学第二定律热力学第二定律和和CarnotCarnot定理定理3.3.熵熵4.4.G G和和A A5.5.自发变化方向的判断自发变化方向的判断和平衡的条件和平衡的条件6.6.四个热力学基本关系式四个热力学基本关系式7.7.第三定律第三定律、规定熵和、规定熵和低温定律低温定律复习复习 5 5